Biografia Thomasa Newcomena, Steam Engine Inventor

Thomas Newcomen (28 lutego 1663–5 sierpnia 1729) był kowalem z Dartmouth w Anglii, który zmontował prototyp pierwszego nowoczesnego silnik parowy. Jego maszyna, zbudowana w 1712 roku, znana była jako „Atmospheric Steam Engine”.

Szybkie fakty: Thomas Newcomen

Przed czasem Thomasa Newcomena technologia silnika parowegobył w powijakach. Wynalazcy tacy jak Edward Somerset z Worcester, sąsiad Newcom Thomas Savery i francuski filozof John Desaguliers badał technologię, zanim Thomas Newcomen zaczął swoją eksperymenty. Ich badania zainspirowały wynalazców, takich jak Newcomen i James Watt, do opracowania praktycznych i użytecznych maszyn napędzanych parą.

Thomas Newcomen urodził się 28 lutego 1663 roku, jako jedno z sześciorga dzieci Eliasa Newcomena (zm. 1702) i jego żona Sarah (zm. 1666). Rodzina należała do klasy średniej: Elias był wolnym właścicielem, armatorem i kupcem. Po śmierci Sary Elias ponownie ożenił się z Alice Trenhale 6 stycznia 1668 roku i to ona wychowała Thomasa, jego dwóch braci i trzy siostry.

Thomas najprawdopodobniej służył jako praktykant w firmie żelaznej w Exeter: chociaż nie ma na to dowodów, zaczął handlować jako kowal w Dartmouth około 1685 roku. Dokumenty dowodzą, że kupował ilości żelaza do 10 ton z różnych młynów między 1694 a 1700 rokiem, a on naprawił zegar miejski w Dartmouth w 1704 roku. Newcomen miał wówczas sklep detaliczny, w którym sprzedawano narzędzia, zawiasy, gwoździe i łańcuchy.

13 lipca 1705 r. Newcomen poślubił Hannah Waymouth, córkę Petera Waymoutha z Marlborough. W końcu mieli troje dzieci: Thomasa, Eliasza i Annę.

Thomasowi Newcomenowi pomagał w badaniach pary John John Calley (ok. 1663–1717), mężczyzna z Brixton, Devonshire. Oba są wymienione w patencie dla Atmospheric Steam Engine. John Calley (czasami pisany Cawley) był szklarzem - niektóre źródła podają, że był hydraulikiem - który odbył staż w warsztatach Newcomen i kontynuował z nim współpracę. Prawdopodobnie wspólnie rozpoczęli prace nad silnikiem parowym pod koniec XVII wieku, a do 1707 roku Newcomen rozszerzył swoją działalność, zawierając lub odnawiając nowe umowy najmu na kilka nieruchomości w Dartmouth.

Ani Newcomen, ani Calley nie byli wykształceni w dziedzinie inżynierii mechanicznej i korespondowali z naukowcami Robert hooke, prosząc go, by doradził im o ich planach budowy silnika parowego z cylindrem parowym zawierającym tłok podobny do tłoka Denisa Papina. Hooke odradzał swój plan, ale na szczęście uparta i niewykształcona mechanika trzymała się swoich planów: w 1698 r. Newcomen i Calley stworzyli eksperymentalny mosiężny cylinder o średnicy 7 cali, uszczelniony skórzaną klapką wokół krawędzi tłok. Pierwsze silniki parowe, takie jak te eksperymentowane przez Newcomen, miały na celu spuszczenie wody z kopalni węgla.

Newcomen był uważany przez mieszkańców za ekscentrycznego i intrygującego, ale wiedział o wynalezionym przez niego silniku parowym Thomas Savery (1650–1715). Newcomen odwiedził dom Savery'ego w Modbury w Anglii, 15 mil od miejsca zamieszkania Newcomen. Savery zatrudnił Newcomena, wykwalifikowanego kowala i handlarza żelazem, do opracowania działającego modelu swojego silnika. Nowicjuszowi pozwolono zrobić kopię maszyny Savery dla siebie, którą założył we własnym podwórku, gdzie wraz z Calleyem pracowali nad ulepszeniem projektu Savery.

Chociaż silnik, który zbudowali Newcomen i Calley, nie był całkowitym sukcesem, udało im się uzyskać patent w 1708 roku. Dotyczyło to silnika łączącego cylinder parowy i tłok, kondensację powierzchni, oddzielny kocioł i osobne pompy. Na patencie został również wymieniony Thomas Savery, który w tym czasie posiadał wyłączne prawo do korzystania z kondensacji powierzchniowej.

Pierwotnie zaprojektowany silnik atmosferyczny zastosował powolny proces kondensacji poprzez zastosowanie skroplin na zewnątrz cylindra, aby wytworzyć próżnię, co z kolei spowodowało, że suw silnika zachodził w bardzo długich odstępach czasu. Wprowadzono kolejne ulepszenia, które znacznie zwiększyły szybkość kondensacji. Pierwszy silnik Thomasa Newcomena wytwarzał 6 lub 8 uderzeń na minutę, co poprawił do 10 lub 12 uderzeń.

Silnik Newcomen przepuszczał parę przez kurek i do cylindra, co równoważyło ciśnienie atmosfery i pozwolił, aby ciężki pręt pompy spadł, a większy ciężar działający przez belkę podniósł tłok do właściwego położenia pozycja. W razie potrzeby pręt nosił przeciwwagę. Kurek następnie się otworzył i strumień wody ze zbiornika dostał się do cylindra, wytwarzając próżnię przez kondensację pary. Ciśnienie powietrza nad tłokiem następnie zmusiło go do opuszczenia, ponownie podnosząc pręty pompy, dzięki czemu silnik pracował bez końca.

Rura służy do utrzymywania wody w górnej części tłoka, aby zapobiec wyciekom powietrza - wynalazek Thomasa Newcomena. Wbudowano dwa kurki pomiarowe i zawór bezpieczeństwa; stosowane ciśnienie było niewiele większe niż ciśnienie atmosferyczne, a ciężar samego zaworu był zwykle wystarczający, aby utrzymać rurę na dole. Woda kondensacyjna wraz z wodą kondensacyjną spłynęła przez otwartą rurę.

Thomas Newcomen zmodyfikował swój silnik parowy, aby mógł zasilać pompy stosowane w operacjach górniczych, które usuwały wodę z szybów kopalnianych. Dodał górną belkę, z której tłok był zawieszony na jednym końcu, a tłoczysko na drugim.

Thomas Newcomen zmarł 5 sierpnia 1729 r. W Londynie w domu przyjaciela. Jego żona Hannah przeżyła go, przeprowadziła się do Marlborough i zmarła w 1756 roku. Jego syn Thomas został sierżantem (twórcą tkanin) w Taunton, a jego syn Elias stał się handlarzem żelaza (ale nie wynalazcą) jak jego ojciec.

Początkowo silnik parowy Thomasa Newcomena był postrzegany jako powtórzenie wcześniejszych pomysłów. Porównywany był do silnika tłokowego napędzanego prochem, zaprojektowanego (ale nigdy nie zbudowanego) przez Christian Huyghens, z zamianą pary na gazy wytwarzane przez wybuch prochu. Częścią problemu, dla którego nie rozpoznano pracy Newcomen, mogło być to, że w porównaniu z innymi wynalazcami tego dnia, Newcomen był kowal z klasy średniej, a bardziej wykształceni i elitarni wynalazcy po prostu nie mogli sobie wyobrazić, że taka osoba byłaby w stanie coś wymyślić Nowy.

Później uznano, że Thomas Newcomen i John Calley ulepszyli metodę kondensacji stosowaną w silniku Savery. Francuski wynalazca i filozof John Theophilus Desaguliers (1683–1744) napisał, że silnik parowy Newcomen znalazł szerokie zastosowanie we wszystkich dzielnice górnicze, szczególnie w Kornwalii, a także zastosowano je do osuszania terenów podmokłych, dostaw wody do miast i statków napęd. Pierwszy lokomotywa parowa został wynaleziony w pierwszej dekadzie XIX wieku, oparty częściowo na technologii Newcomen.

• Allen, J.S. „Newcomen, Thomas (1663–1729)”. Słownik biograficzny inżynierów budownictwa w Wielkiej Brytanii i Irlandii, tom 1: 1500–1830. Eds. Skempton, A.W. i in. Londyn: Thomas Telford Publishing and Institution of Civil Engineers, 2002. 476–78.
• Dickinson, Henry Winram. „Nowicjusz i jego silnik próżniowy”. Krótka historia silnika parowego. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 29–53.
• Karwatka, Dennis. „Thomas Newcomen, wynalazca silnika parowego”. Wskazówki techniczne 60.7: 9, 2001.
• Prosser, R.B. „Thomas Newcomen (1663–1729)”. Dictionary of National Biography Volume 40 Myllar — Nicholls. Ed. Lee, Sidney. Londyn: Smith, Elder & Co., 1894. 326–29.